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电工技术学报 2015年第S2期杂志 文档列表

电工技术学报杂志电工理论与新技术

同轴结构半径突变处补偿电容的计算分析1-6

摘要：若同轴结构的横向尺寸远小于电磁波的波长,半径突变处电场畸变的影响可以等效为一个补偿电容。利用分离变量法,推导出了同轴结构半径突变处补偿电容的精确计算模型,计算分析了半径变化对补偿电容值的影响规律,并与有限元软件对比,验证了计算模型的正确性。同时讨论了平行平板结构尺寸突变处补偿电容计算公式近似应用于同轴结构时的适用性,并给出了一个计算实例分析补偿电容对时域波形的影响。

基于Nuttall窗-五点变换的改进FFT介质损耗角测量算法7-15

摘要：采用快速傅里叶变换(FFT)进行介质损耗角测量时,由于频谱泄漏效应会使得测量结果出现误差。在分析FFT算法频谱泄漏效应原因基础上,提出基于Nuttall窗-五点变换的高精度FFT算法,并将其应用于容性设备介质损耗角的测量之中。Nuttall窗具有较好的旁瓣衰减特性,对FFT输出序列进行加权变换则能够加快旁瓣频谱的衰减速度,因此本文算法先对被测信号加Nuttall窗,然后对FFT输出序列进行加权变换,可有效提高介质损耗角FFT算法测量的精度,从而达到减小频谱泄漏效应的目的。同时,还研究了基波频率、谐波含量、采样点数、随机噪声以及直流分量等参数对测试结果的影响。仿真和试验表明,所提方法具有较好的精度和可靠度。

基于时-频变换的电磁干扰频谱测试方法16-20

摘要：为了解决干扰接收机测量短时变频干扰信号频谱代价过高的问题,在分析干扰接收机基本原理的基础上,提出基于时-频变换的干扰频谱测试方法。使用低噪声存储示波器和干扰测量探头获取被测干扰信号的时域波形,然后,通过时-频变换分析其频谱。指出基于时-频变换方法测试干扰频谱的难点与关键技术,给出了解决方法,并通过多种信号进行实验验证。结果表明,所提出的测试方法能够准确获取被测对象的干扰频谱,测试短时变频干扰信号的代价较小。

铁氧体同轴传输线脉冲锐化特性的研究21-25

摘要：使用仿真软件COMSOL对填充了铁氧体的同轴传输线进行建模仿真,实现了对高电压脉冲前沿上升时间的压缩。对铁氧体传输线的输入脉冲电压幅值进行研究,输入脉冲电压幅值的增加可以有效地减少输出脉冲上升时间,使脉冲锐化效果愈加明显。同时,对比不同半径的铁氧体传输线,扫描出能使传输线锐化脉冲的最低输入电压幅值,并发现较粗的传输线需要更大的脉冲电压来实现锐化效果。

屏蔽效能测试用双焦点平面腔的设计与应用26-30

摘要：双焦点平面腔是一种新型的屏蔽效能测试装置。为确定118GHz双焦点平面腔的大小,用数值和解析的方法分析了椭圆谐振腔的谐振特性。证明了椭圆腔的高度是决定TMmr1和TEmr1模的谐振频率的主要因素,也是影响输入输出端口传输系数的主要因素。因此,椭圆谐振腔的上限频率确定为TMmr1模的截止频率的80%。在椭圆谐振腔谐振特性分析的基础上制造了双焦点平面腔,并研究了时域门技术在双焦点平面腔法屏蔽效能测试中的应用。

高频信号采集传输方案在无线供电技术中的应用31-36

摘要：分析了两种在线式无线供电系统的发展现状、特点及重点研究问题,提出了一种基于ARM+FPGA架构的高频信号采集方案。此方案应用于在线式无线供电电动车,能够在电动车运动情况下,实时采集无线供电系统发射端和接收端的高频电压和电流信号,实现信号的远程实时监测、存储与计算。同时,电动车供电的磁屏蔽技术保证了无线信号的可靠传播。最后通过实验进行了验证,方案可行性与稳定性良好。

各向异性真实头模型下深部脑刺激电场分布37-41

摘要：通过植入神经刺激系统进行深部脑刺激是治疗运动紊乱性疾病的有效手段,如帕金森疾病。本文采用各向异性四层真实头模型,包括:头皮、颅骨、脑脊液和大脑,应用有限元法对脑深部电刺激产生的电场分布进行了计算分析,并与各向同性头模型的结果进行了对比研究,分析了脑深部电刺激电场分布的影响因素。

新型混合励磁导向装置工作机理与参数设计42-48

摘要：提出一种非接触、低功耗的新型混合励磁导向装置,可广泛应用于电梯、水平运输系统的无接触导向。在阐述其结构与工作原理基础上,利用磁路法建立等效磁路分析模型,计算各支路的磁通量,结合能量虚位移法,推导出不同电流和位移时水平方向电磁力的解析表达式。在此基础上,以最大水平力所需要的永磁磁通量和控制磁通量为目标,参照水平磁力的数学表达式,开展电磁参数和结构参数设计。建立二维有限元分析模型,对比分析电磁力-电流、电磁力-位移特性,并研制实验样机,验证电磁力解析表达式的正确性和参数设计的合理性。

电工技术学报杂志电机与电器

磁极分段型表贴式永磁电机建模与分析49-55

摘要：针对磁极分段型表贴式永磁电机,推导了分段磁极磁化强度表达式,建立了磁场解析模型,进而计算了齿槽转矩与相反电动势。经有限元方法验证,所建立的磁场解析模型具有较高的准确性,可适用于具有任意分段数目的磁极均匀分段表贴式永磁电机。在此基础上,利用该模型对电机电磁性能随不同分段参数的变化规律进行分析,为磁极分段型永磁电机的设计与优化提供新的思路。

基于双处理器架构的开关磁阻电机远程控制系统56-63

摘要：开关磁阻电机(SRM)控制装置大多基于单处理器控制模式,存在处理器承担任务过重、执行周期较长等问题,使得装置的可靠性、灵活性和可扩展性受到了很大的制约。本文设计了一种基于DSP+MCU主从控制器双架结构的SRM控制系统,将系统转子位置检测、换相判断以及转速计算等任务独立出来,交给从控制器负责,主从控制器之间通过CAN总线实现数据通信。为保证SRM的控制精度,设计了基于转子位置的准时分原理的通信协议,避免了多种信息的数据碰撞;并对系统延时进行了分析研究,提出了角度补偿控制方案,提高了SRM的驱动性能,实现了SRM远距离实时准确的位置控制。实验结果验证了该设计方案的有效性。

开关磁阻电机新型转子齿形对转矩脉动抑制的仿真研究64-70

摘要：为了解决开关磁阻电机转矩脉动大的问题,采用麦克斯韦张量法和三维有限元分析法进行理论分析。从优化转子齿形的角度出发,采用了转子带极靴(T形)的新型转子齿形,通过减少径向力波积分面积来实现抑制转矩脉动的目的。利用麦克斯韦张量法比较了4种转子齿形的径向力波和切向力波,并通过实验证明了三维有限元分析法计算电机磁链-电流特性的正确性,在此基础上研究了T形转子齿的结构参数变化对转矩脉动的影响。证明了T形转子齿能够减少径向力波、增加切向力波,有效减少了转矩脉动。

基于电动汽车的无刷直流电机低扭矩脉动混合矢量驱动控制71-81

摘要：由于实际工艺问题,无刷直流电机(BLDCM)的相反电动势并不是理想的120°梯形波分布,其平顶宽度和波形畸变都会造成换向时刻的转矩脉动。通过分析非理想反电动势对换向转矩脉动的影响,提出了一种基于霍尔开关信号的低扭矩脉动混合矢量驱动控制策略。实验结果表明,混合矢量驱动下的BLDCM以方波大转矩顺利起动,再平滑切换至正弦波矢量运行,转矩脉动大大降低,弥补了以往BLDCM在电动汽车坡起及转矩噪声等方面的不足。

高频变压器涡流损耗公式的推导及有限元方法的验证82-87

摘要：高频变压器绕组中损耗与其结构和排布密切相关,计算不同绕组结构的损耗,确定绕组结构与损耗大小的关系对高频变压器设计和制造意义重大。推导并建立了平扁变压器中涡流损耗的计算公式,用于不同绕组结构的损耗计算。该公式不仅简化了绕组损耗的计算复杂程度,也阐明了绕组结构与绕组损耗及参数的关系。最后用有限元方法验证了损耗计算公式的正确性。

VFTO作用下电子式电流互感器二次端口电磁特性仿真分析88-94

摘要：电子式电流互感器凭借绝缘简单、体积小、重量轻、动态范围宽、无磁饱和等优良特性在变电站中得到了广泛应用。随着变电站电压等级的不断提高,开关操作过电压,尤其是隔离开关特快速暂态过电压(VFTO)对变电站电子式互感器的电磁干扰问题得到了越来越多的关注。分析了高压变电站VFTO产生和传播的物理过程,建立了电子式电流互感器罗氏线圈的高频暂态模型,得到了VFTO作用下罗氏线圈端口的信号波形。通过对比集中参数、分布参数以及实测的信号波形,证明分布参数模型可更好地反映罗氏线圈在VFTO作用下的高频特性。

基于四线旋转变压器及AD2S1200的叉车线控转向永磁同步电机角度解码研究95-100

摘要：基于四线式旋转变压器及AD2S1200芯片对叉车线控转向永磁同步电机的转子角度解码展开研究。设计功率放大电路对AD2S1200芯片输出的正弦波信号进行放大和滤波作为旋转变压器的正弦励磁信号,将旋转变压器输出单端包含角度信息的正、余弦信号经调制电路处理成AD2S1200需要的差模输入信号。通过Freescale DSP芯片MC56F8367经接口电路获取转换后的角度信息,利用一种数字滤波方法对角度信息进行处理,最终获得永磁同步电机转子位置角度。实验证明,解码角度准确、波形平滑、实时性好,能够满足叉车线控转向永磁同步电机控制需求。

电工技术学报杂志电力电子

数字有源EMI滤波器的精确建模及分析101-106

摘要：数字有源EMI滤波技术(DAEF)是数字化开关功率变换器传导EMI抑制技术发展的新方向。针对DAEF传统模型不能准确描述系统行为问题,提出了一种精确系统模型,该模型考虑到检测电路、注入电路和解耦电路中的高频寄生参数及数字控制系统各环节的延迟特性,可以准确模拟系统行为,精确反映系统滤波性能。基于所建立模型进行仿真分析和实验验证,结果表明此模型能够精确描述系统行为和预测系统滤波能力。

非隔离型逆变器直流侧电磁干扰滤波器研究107-112

摘要：随着半导体开关器件的快速发展,其在电力电子产品中的应用也越来越多,开关频率的升高和开关的开通与关断导致了严重的电磁干扰问题。在光伏逆变系统中,其自身的电磁干扰问题日益成为一个主要的制约因素。电磁干扰检测是产品投产前的最后一个关键步骤,因此其重要性不可忽略。对光伏逆变系统进行了建模,并对该系统中共模干扰的路径进行了完整的分析。基于阻抗不平衡原则给出了直流侧EMI滤波器设计过程。分别对4种常用的滤波器拓扑进行研究分析,并在光伏逆变器的直流侧分别加入这4种类型的滤波器,得到与之对应的仿真结果和实验结果,验证了理论分析的正确性。

基于PSCAD的大规模钳位双子模块-模块化多电平换流器高效仿真建模方法113-119

摘要：采用钳位双子模块(CDSM)的模块化多电平换流器(MMC)具有较高开关器件利用率和直流故障穿越能力。针对大规模CDSM模块化多电平换流器(CDSM-MMC)仿真效率低的问题,分析了CDSM在闭锁状态和非闭锁状态下的不同动态特性,基于Dommel等值计算原理建立了一种戴维南等效模型。为了提高闭锁状态下的仿真精度,引入EMTDC中开关器件的函数接口,并设计了闭锁状态与正常状态切换的等效电路。同时,通过进一步简化,推导建立了开关信号模型。在PSCAD/EMTDC中搭建了CDSM模型和提出的两种模型,证明了所提出模型的仿真准确度和仿真效率。